耐腐蝕涂層制造技術

本發明專利技術提供了一種耐腐蝕涂層

【技術實現步驟摘要】
耐腐蝕涂層、提高表面耐腐蝕性的方法和半導體處理裝置


[0001]本專利技術涉及半導體制造領域，尤其涉及耐腐蝕涂層
、
提高表面耐腐蝕性的方法和包括該耐腐蝕涂層的半導體處理裝置
。

技術介紹

[0002]在半導體制造過程中，干法刻蝕使用氣態的化學刻蝕劑與半導體工件
(
例如硅片
)
上的材料發生反應，以刻蝕去除不需要的部分材料，反應物以氣態可揮發的物質被抽走
。
刻蝕氣體在外加電場
、
磁場等作用下，通過輝光放電形成弱電離狀態的氣體，像電子
、
離子和中性的活性粒子
。
這些活性粒子在與被刻蝕材料反應的過程中，也會對反應腔體內部的零部件造成刻蝕破壞
。

技術實現思路

[0003]本專利技術提供了一種用于半導體處理裝置的耐腐蝕涂層
、
提高表面耐腐蝕性的方法和半導體處理裝置
。
[0004]根據本專利技術的一方面，提供了一種用于半導體處理裝置的耐腐蝕涂層，包括保護層和耐腐蝕增強層；
[0005]其中，所述耐腐蝕增強層由金屬的氧化物
、
氟化物和氟氧化物中的一種或多種形成，所述金屬包括鋁
、
鎂和稀土金屬中的一種或多種
。
[0006]根據本專利技術的另一方面，提供一種提高表面耐腐蝕性的方法，包括在半導體處理裝置的一個或多個部件的表面依次涂覆保護層和耐腐蝕增強層；
[0007]其中，所述耐腐蝕增強層由包括鋁
、
鎂和稀土金屬中的一種或多種金屬的氧化物
、
氟化物和氟氧化物中的一種或多種形成
。
[0008]優選地，所述方法包括：
[0009]通過等離子體噴涂法
、
物理氣相沉積法
、
化學氣相沉積法
、
原子層沉積法或氣溶膠沉積法在所述部件的表面沉積保護層；
[0010]通過等離子體噴涂法
、
物理氣相沉積法
、
化學氣相沉積法
、
原子層沉積法或氣溶膠沉積法在具有所述保護層的所述部件的表面沉積耐腐蝕增強層
。
[0011]根據本專利技術的又一方面，提供一種半導體處理裝置，包括表面具有上述耐腐蝕涂層的一個或多個部件
。
[0012]根據本專利技術的耐腐蝕涂層能夠增強部件的耐腐蝕性，延長設備的使用時間，達到半導體工藝平衡所需條件，從而提高半導體處理裝置的整機生產效率
。
[0013]應當理解，本部分所描述的內容并非旨在標識本專利技術的實施例的關鍵或重要特征，也不用于限制本專利技術的范圍
。
本專利技術的其它特征將通過以下的說明書而變得容易理解
。
附圖說明
[0014]附圖用于更好地理解本方案，不構成對本專利技術的限定
。
其中：
[0015]圖1是根據本專利技術一實施方式的刻蝕裝置的結構示意圖；
[0016]圖2示出了根據圖1所示的具有耐腐蝕涂層的部件表面的結構示意圖；
[0017]圖3是根據本專利技術的耐腐蝕涂層的
3D
輪廓掃描圖片；
[0018]圖4是根據本專利技術一實施方式的形成耐腐蝕涂層的工藝流程圖；
[0019]圖5是根據測試例1的樣品測試示意圖；
[0020]圖6是如圖5所示測試后的樣品表面圖片；
[0021]圖7是根據測試例1的樣品測試結果示意圖
。
具體實施方式
[0022]以下結合附圖對本公開的示范性實施例做出說明，其中包括本公開實施例的各種細節以助于理解，應當將它們認為僅僅是示范性的
。
因此，本領域普通技術人員應當認識到，可以對這里描述的實施例做出各種改變和修改，而不會背離本公開的范圍
。
同樣，為了清楚和簡明，以下的描述中省略了對公知功能和結構的描述
。
[0023]半導體制程中常用的刻蝕氣體有
C
x
F
y
、C
x
H
y
F
z
、Cl2、HBr、SF6、NF3、O2和
H2等
。
通常使用
C
x
F
y
與
H2的混合氣體作為工藝反應氣體，可以達到更優越的刻蝕選擇性，同時對處理的半導體工件產生更小的等離子損傷
。
但是本專利技術人發現，這種混合氣體對于半導體處理裝置內的部件
(
例如刻蝕反應腔體內的部件，特別是陶瓷部件
)
也極易造成破壞，而腔體污染會影響產品的良率
。
[0024]為了降低上述提到的工藝氣體對于半導體處理裝置的部件
(
尤其是陶瓷部件
)
的破壞，本專利技術人對反應腔體中的陶瓷部件
(
例如噴嘴
)
進行特殊涂層處理，改善其表面對于工藝氣體的耐腐蝕性能，進而達到控制工藝穩定的要求
。
本專利技術人開發了一種用于反應腔體
(
例如刻蝕腔體
)
的耐腐蝕涂層及形成方法
。
該耐腐蝕涂層能夠達到極佳的耐腐蝕效果和更好的工藝穩定性，使得設備能夠更加高效可靠地運行，實現較長的使用壽命，在大規模生產中實現更高的整機效率
。
[0025]耐腐蝕涂層和半導體處理裝置
[0026]目前半導體設備制造領域的半導體處理裝置，尤其是刻蝕設備，通常通過熱噴涂
(Thermal Spray Coating)、
物理氣相沉積
(PVD Coating)、
化學氣相沉積
(CVD Coating)
等工藝形成表面保護涂層
。
在
C
x
F
y
與
H2混合氣體的反應體系中，目前還沒有相關的設備使用涂層保護
。
[0027]常用的涂層在該氣體組合環境下耐腐蝕性
、
工藝控制穩定性方面，容易出現涂層被工藝氣體侵蝕脫落，進而影響部件的有效使用時間
。
本專利技術通過改善部件表面的涂層，解決半導體制造過程中，在等離子環境下，使反應腔體內的各部件具有更好的抵抗侵蝕的能力，使反應腔體的工藝條件更加穩定可控
。
[0028]本專利技術提供的耐腐蝕涂層可包括直接位于被涂覆部件表面
(
基底層
)
上的保護層，以及位于保護層上的耐腐蝕增強層
。
[0029]具體地，上述保護層可由包括堿土金屬
、
鋁和過渡金屬中的兩種或更多種金屬的合金化合物形成
。
其中，堿土金屬可為鈹
(Be)、
鎂
(Mg)、
鈣
(Ca)、
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.
一種用于半導體處理裝置的耐腐蝕涂層，其特征在于，包括保護層和耐腐蝕增強層；其中，所述耐腐蝕增強層由金屬的氧化物
、
氟化物和氟氧化物中的一種或多種形成，所述金屬包括鋁
、
鎂和稀土金屬中的一種或多種
。2.
根據權利要求1所述的耐腐蝕涂層，所述稀土金屬為釔
。3.
根據權利要求1或2所述的耐腐蝕涂層，所述耐腐蝕增強層由質量百分比為
10
?
50
％的金屬元素
、10
?
50
％的氧元素和
20
?
50
％的氟元素組成
。4.
根據權利要求1或2所述的耐腐蝕涂層，具有以下特性中的一種或多種：所述耐腐蝕涂層的總厚度為
50
?
800
μ
m
；所述耐腐蝕涂層的孔隙率為
0.1
％以下；所述耐腐蝕涂層的粗糙度為1?7μ
m
；所述耐腐蝕涂層在
20
?
25℃、10wt
％的鹽酸溶液中具有
75
分鐘以上的腐蝕時間
。5.
根據權利要求1或2所述的耐腐蝕涂層，所述保護層由包括堿土金屬
、
鋁和過渡金屬中的兩種或更多種金屬的合金化合物形成
。6.
根據權利要求5所述的耐腐蝕涂層，所述合金化合物包括以下質量百分比的各成分：所述堿土金屬
10
?
50
％
、
鋁
10
?
50
％和所述過渡金屬
20
?
50
％；所述堿土金屬選自鈹
、
鎂
、
鈣和鍶；且所述過渡金屬選自鈧
、
鈦
、
釩
、
鉻
、
錳
、
鐵
、
鈷
、
鎳和銅
。7.
一種提高表面耐腐蝕性的方法，其特征在于，包括在半導體處理裝置的一個或多個部件的表面依次涂覆保護層和耐腐蝕增強層，形成耐腐蝕涂層；其中，由金屬的氧化物
、
氟化物和氟氧化物中的一種或多種形成所述耐腐蝕增強層，所述金屬包括鋁
、
鎂和稀土金屬中的一種或多種
。8.
根據權利要求7所述的方法，包括：通過等離子體噴涂法
、
物理氣相沉積法
、
化學氣相沉積法
、
原子層...

【專利技術屬性】
技術研發人員：后健華，薛俊輝，范強，劉韜，余飛，
申請(專利權)人：北京屹唐半導體科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：